C++ 遞歸實戰經驗分享：程式碼最佳化與技巧總結

遞歸最佳化技巧：尾遞歸最佳化：編譯器在函數本身呼叫前進行所有計算，提升效率。記憶：儲存先前計算過的輸出，避免重複計算。迭代：用迭代演算法取代遞歸，提高可讀性和避免棧溢位。

C 遞歸實戰經驗分享：程式碼最佳化與技巧總結

在實際開發中，遞歸常常被用來解決複雜問題。它允許函數呼叫自身，從而創建巢狀的呼叫堆疊。然而，過度的遞歸呼叫可能導致棧溢位和程式崩潰。

以下是一些最佳化遞迴程式碼的技巧，並配有實戰案例：

#1. 尾遞歸最佳化

尾遞歸是指函數在自身呼叫之前進行的所有計算，並且自身呼叫是函數的最後動作。對於尾遞歸調用，編譯器可以透過在調用堆疊中替換函數指標而不是壓入新的堆疊幀來優化它。

int factorial(int n) {
  return n == 0 ? 1 : n * factorial(n - 1);
}

透過使用 tail-call 最佳化標記，編譯器可以識別此遞歸為尾遞歸並進行最佳化。

int factorial(int n) __attribute__ ((tailcall));

2. 記憶

記憶是一種技術，用於儲存先前提出的相同輸入的輸出。當遞歸不斷重複相同的計算時，記憶可以顯著提高表現。

int fib(int n) {
  static std::map<int, int> memo;
  if (memo.count(n) > 0) {
    return memo[n];
  }
  return memo[n] = n < 2 ? n : fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

此程式碼使用 std::map memo 來儲存先前計算的斐波那契數。

3. 迭代

在某些情況下，遞迴問題可以用迭代演算法取代。這樣做可以避免棧溢出的風險並提高程式碼的可讀性。

int factorial(int n) {
  int result = 1;
  while (n > 0) {
    result *= n--;
  }
  return result;
}

此程式碼迭代地計算階乘，而不是使用遞歸。

實戰案例

斐波那契數列

計算給定索引處的斐波那契數可以作為遞歸的經典實戰案例。使用記憶技術的遞歸實作如下：

int fib(int n) {
  static std::map<int, int> memo;
  if (memo.count(n) > 0) {
    return memo[n];
  }
  return memo[n] = n < 2 ? n : fib(n - 1) + fib(n - 2);
}

使用此程式碼，我們可以有效地計算大型斐波那契數，而無需擔心堆疊溢位。

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